Золотой рис

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Золотой рис
Золотой и обыкновенный рис
Золотой и обыкновенный рис
Классификация
Род: Рис
Вид: Рис посевной
Сорт: Golden rice
Происхождение
генная модификация
Рис посевной
Автор: И. Потрикус, П. Бейер

Commons-logo.svg Поиск изображений на Викискладе


«Золото́й рис» (англ. Golden rice) — генетически модифицированный сорт риса (Oryza sativa), в зёрнах которого содержится большое количество бета-каротина. Зёрна такого риса имеют золотисто-жёлтый цвет. Это первая сельскохозяйственная культура, целенаправленно генетически модифицированная для улучшения пищевой ценности[1]. Предполагается, что «золотой рис» при массовом выращивании может значительно улучшить качество питания во многих странах третьего мира, где сейчас наблюдается дефицит витамина A.

В организме человека витамин А (ретинол) производится из бета-каротина, который обычно поступает с растительной пищей. Ретинол, как и некоторые другие витамины, — жирорастворимое соединение, поэтому для его усвоения требуются жиры.

Научное описание нового сорта появилось в журнале Science в 2000 г.[2] Разработкой занимались И. Потрикус из Швейцарской высшей технической школы и П. Бейер из Фрайбургского университета. В 2005 году биотехнологической компанией Syngenta была создана улучшенная разновидность, названная Golden Rice 2, в которой содержание бета-каротина повышено в 23 раза по сравнению с первым вариантом. Однако в 2009 году ни одна разновидность «золотого риса» не была доступна для употребления в пищу[3].

Разработка и свойства[править | править вики-текст]

Схема пути синтеза каротиноидов из геранилгеранила

При создании «золотого риса» стояла задача добиться синтеза в съедобной части растения — эндосперме — бета-каротина, биохимического предшественника витамина А. В обычном рисе бета-каротин используется в процессах фотосинтеза, поэтому синтезируется в листьях. Для модификации использовались два гена: ген psy из нарцисса Narcissus pseudonarcissus, кодирующий фермент фитоенсинтазу, и ген crt1, взятый у почвенной бактерии Erwinia uredovora, продуктом экспрессии которого является фитоендесатураза. Эти гены были помещены под управление промотора, специфического для эндосперма, так что они экспрессируются только в эндосперме.

Синтез начинается с превращения геранилгеранила дифосфата в фитоен с участием фитоенсинтазы. Затем фитоендесатураза превращает фитоен в ликопин, причём, в отличие от аналогичных растительных ферментов, катализирует сразу несколько стадий этого превращения. На последнем этапе ликопинциклаза превращает ликопин в каротин.

Первый вариант «золотого риса» получил обозначение SGR1. В условиях теплицы он вырабатывал до 1,6 мкг/г каротиноидов[2], а полевые испытания, проведённые в 2004 году, показали от 4 до 8 мкг/г[4]. Тем не менее этого было недостаточно для практического использования риса как источника витамина А, поэтому первый вариант считается лишь «подтверждением идеи»[5]. Второе поколение золотого риса, в котором был использован ген фитоенсинтазы из кукурузы, оказалось способно вырабатывать до 37 мкг/г каротиноидов, в том числе до 31 мкг/г бета-каротина[6]. Это значит, что для удовлетворения 60 % суточной потребности достаточно 100—150 г варёного риса[7].

Внедрение и критика[править | править вики-текст]

Распространение гиповитаминоза А в мире. Красным показаны наиболее страдающие страны, зелёным — наименее страдающие. Голубой цвет означает отсутствие данных

Целью разработки «золотого риса» является борьба с дефицитом витамина А, распространённым во многих развивающихся странах, особенно в Африке, Южной и Юго-Восточной Азии. По оценкам ВОЗ, в 2005 году гиповитаминозом А страдали около 190 млн детей и 19 млн беременных женщин в 122 странах[8]. Это приводит каждый год к 1—2 млн смертей, 500 тыс. случаев необратимой слепоты и миллионам случаев ксерофтальмии[9]. С 1990-х гг. под эгидой ЮНИСЕФ реализуется международная программа прямого снабжения витамином А детей, беременных и кормящих матерей[10], которая позволила значительно сократить заболеваемость и смертность, связанные с дефицитом витамина А[11]. В то же время рис является ключевым источником питания в наиболее страдающих от дефицита странах, поэтому модификация риса выглядит более простым и менее затратным (в долгосрочной перспективе) решением, чем непосредственное введение витамина каждому ребёнку или введение в сельское хозяйство этих стран таких культур (например, моркови, шпината и манго), которые являются традиционными источниками каротиноидов.

Противники внедрения золотого риса (в том числе организация Greenpeace) высказывали сомнения в его безопасности, а также в эффективности его использования. В частности, предполагалось, что каротин может теряться при термической обработке; кроме того, критики обращали внимание на необходимость потребления цинка и достаточного количества жиров для синтеза витамина А[12]. Для ответа на эти вопросы проводились соответствующие исследования. Так, в 2006 году Университет Небраски показал отсутствие аллергических реакций на белки — продукты вставленных генов[13]. В 2009 году эксперимент на добровольцах показал, что каротин «золотого риса» эффективно перерабатывается в витамин А организмом человека[14]. Ещё одно исследование, опубликованное в 2012 году, подтвердило, что бета-каротин из золотого риса усваивается с той же эффективностью, что и чистый бета-каротин, растворённый в масле, и с большей эффективностью, чем каротин из шпината[7]. Кроме указанных, высказываются опасения, относящиеся и к другим ГМО, такие как возможность переопыления с обычными сортами и неизвестные отдалённые последствия[12].

Права на модификацию после разработки SGR2 отошли к Syngenta, однако гуманитарный совет проекта Golden Rice сохранил право сублицензирования исследовательских организаций в развиващихся странах[5]. Эта безвозмездная лицензия включает патенты, принадлежащие разным биотехнологическим компаниям[15], и освобождает от лицензионных отчислений фермеров с доходом менее $10 000 в год, а также разрешает использовать выращенный урожай для посева, но запрещает отправлять его на экспорт[5].

По состоянию на 2014 год «золотой рис» нигде не был допущен к выращиванию. Ранее ожидалось, что в 2013 году разрешение на культивирование дадут Филиппины, а в 2015 году — Бангладеш[16]. Однако проводимые на Филиппинах полевые испытания, включавшие скрещивание с местными сортами (изначальная модификация выполнена на одном из американских сортов и требует переноса на местные) показали сниженную по сравнению с последними урожайность, предположительно из-за неудачно выбранной линии[17][18]. Поэтому испытания продолжаются с использованием других сайтов вставки целевой генетической последовательности (insertion events)[18].

Кроме технических и законодательных трудностей, внедрение «золотого риса» сталкивается и с открытым противодействием. Так, в августе 2013 года группа филиппинских радикальных активистов разорила одно из экспериментальных полей[19]. Против «золотого риса» также продолжает активно выступать Greenpeace[20].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Десять тысячелетий агробиотехнологии. — Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология», 2006.
  2. 1 2 Engineering the Provitamin A (β-Carotene) Biosynthetic Pathway into (Carotenoid-Free) Rice Endosperm. — Science, 2000.
  3. Tough Lessons From Golden Rice. — Foundation for Biotechnology Awareness and Education, 2009.
  4. Golden Rice — the Partitioning of Influence. — 9th ICABR International Conference on Agricultural Biotechnology, 2005.
  5. 1 2 3 Golden Rice Licensing Arrangements. — Golden Rice Project.
  6. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. — Nature Biotechnology, 2005.
  7. 1 2 β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children. — The American Journal of Clinical Nutrition, 2012.
  8. Global prevalence of vitamin A deficiency in populations at risk 1995—2005. — World Health Organization, 2009.
  9. Vitamin A deficiency and attributable mortality among under-5-year-olds. — World Health Organization , 1992.
  10. Vitamin A Supplementation: A Decade of Progress. — UNICEF, 2007.
  11. Vitamin A supplements for preventing mortality, illness, and blindness in children aged under 5: systematic review and meta-analysis. — BMJ, 2011.
  12. 1 2 All That Glitters is Not Gold: False Hope for Golden Rice. — Greenpeace, 2005.
  13. Bioinformatic Analysis of Proteins in Golden Rice 2 to Assess Potential Allergenic Cross-Reactivity. — University of Nebraska, 2006.
  14. Golden Rice is an effective source of vitamin A. — American Journal of Clinical Nutrition, 2009.
  15. Royalty-free licenses for genetically modified rice made available to developing countries. — Bulletin of the World Health Organization, 2000.
  16. Grants aim to fight malnutrition. — Nature News, 2011.
  17. Biotechnology: Against the grain. — Nature, 2014.
  18. 1 2 What is the status of the Golden Rice project coordinated by IRRI?. — International Rice Research Institute, 2014.
  19. The True Story About Who Destroyed a Genetically Modified Rice Crop. — Mark Lynas, 2013.
  20. 'Golden' rice | Greenpeace International

Ссылки[править | править вики-текст]